Методи та засоби вимірювання параметрів радіочастотних імітансних логічних елементів

Abstract

Дисертація присвячена розробці методів та засобів вимірювання параметрів радіочастотних імітансних логічних елементів, принцип роботи яких полягає у використанні від’ємного імітансу, що дає можливість використання даних методів для оцінки параметрів радіочастотних імітансних логічних елементів при їх подальшому проектуванні та оцінці їх ефективності. У дисертаційні роботі розроблено методи вимірювання адмітансних та робочих параметрів радіочастотних імітансних логічних елементів, які дали змогу знизити похибку вимірювань та трудомісткість. Вперше розроблені та перевірені на адекватність аналітичний та графоаналітичний методи вимірювання інваріантного коефіцієнту стійкості радіочастотного імітансного логічного елементу, що дозволило оцінити коефіцієнт стійкості імітансних логічних елементів у всьому діапазоні зміни вхідних імітансів. Подальшого розвитку отримав метод «плаваючого навантаження», який дозволив знизити трудомісткість вимірювань на 30%. Розроблено метод вимірювання адмітансу для спрощення методу «плаваючого навантаження». Вдосконалено метод вимірювання динамічного діапазону, який дозволив оцінити динамічний діапазон різних за типом логічних елементів. Розроблено комплект нестандартних засобів, які використовуються у вимірювальних установках. Наведено результати експериментальних перевірок розроблених методів.

Диссертация посвящена разработке методов и средств измерения параметров радиочастотных иммитансных логических элементов, принцип работы которых базируется на использовании отрицательного иммитанса, что дает возможность использования данных методов для оценки параметров радиочастотных иммитансных логических элементов при дальнейшем проектировании и оценке их эффективности. 19 В работе проведен анализ основных методов и средств измерения параметров логических элементов, который показал, что для измерения параметров ИЛЭ не пригодны стандартные методы и аппаратура, используемая для измерения параметров видеоимпульсных логических элементов. В работе впервые разработан метод измерения инвариантного коэффициента устойчивости радиочастотных ИЛЭ. Метод позволяет проводить измерения запаса устойчивости радиочастотных ИЛЭ. Определены значения компенсирующего адмитанса, при котором достигается абсолютная устойчивость радиочастотных ИЛЭ во всем диапазоне изменения величины преобразованных импедансов Z1 и Z2. Впервые разработан графоаналитический метод измерения инвариантного коэффициента устойчивости ИЛЭ, который позволил повысить точность и снизить трудоемкость измерений за счет уменьшения количества измерений входного и выходного адмитанса. Для измерения инвариантного коэффициента устойчивости применяется усовершенствованный метод «плавающей» нагрузки на основе короткого замыкания. В работе разработан ряд нестандартных средств, используемых при проверке разработанных методов. Впервые предложен новый вид элементов измерительных устройств – ограничителей иммитанса, которые позволяют задать логический уровень радиочастотных ИЛЭ. Разработан комплект радиочастотных устройств – преобразования видеоимпульсных сигналов в имитансные и наоборот, а также устройство индикации характера иммитанса, которые обеспечивают упрощение процесса настройки и экспериментальных измерений основных параметров радиочастотных ИЛЭ. Предложены методики измерения параметров радиочастотных ИЛЭ: коэффициента устойчивости, динамического диапазона, коэффициента шума, переходной характеристики, быстродействия, помехозащищенности, что позволило определить диапазоны изменения входного иммитанса, который определяет логический уровень «нуля» и «единицы». Разработана компьютерная программа для расчета адмитансных параметров радиочастотных ИЛЭ, которая автоматизирует процесс измерения и может быть использована при дальнейшем проектировании радиочастотных ИЛЭ.

The work is devoted to developing methods and devices for measuring parameters of RF immitance logic gates, the principle of which is to use negative immitance. It allows to use these methods for estimating the parameters of RF immitance logic gates in their further design and evaluation of effectiveness. In the paper developed methods for measuring the works and admittance parameters of RF immitance logic gates were developed that helped to reduce error and complexity of measurement. First was developed and tested for adequacy analytical and graphicanalytical methods for measuring radio frequency invariant coefficient of stability RF immitance logic gates, which allowed to provide stability coefficient RF immitance logic gates in the whole range of input immitance. Further were developed of the method of “floating” load, that allowed measurements to reduce error of measuring by 30%. The method of admittance was designed to simplify the method of “floating” load. Improved Method of measurement dynamic range was improved, which allowed to estimate the dynamic range of different type of logic gates. A set of innovative devices were used and measurement units were designed. The results of experimental verifications of developed methods are presented.